Đề THI thủy lực, thủy văn

ĐạI HọC CHíNH QUI Đề THI Thủy Lực, Thủy Văn A – Lý thuyết I, Câu hỏi điểm Câu (1 điểm): Hãy viết phương trình động lượng cho toàn dòng chảy thực chảy ổn định? Trong đó: hệ số sửa chữa động lượng dòng chảy ống dòng ( Câu (1 điểm): Hãy nêu khái niệm tổn thất lượng dòng chảy? Hãy viết công thức tính tổn thất dọc đường dòng chảy đều? - - Số hạng thứ phương trình Becnuiy viết cho toàn dòng chảy thực tổn thất lượng đơn vị trọng lượng chất lỏng để khắc phục sức cản dòng chảy đoạn dòng xét, hay gọi tổn thất cốt nước chia loại: + Tổn thất dọc đường (): tổn thất sinh toàn chiều dài dòng chảy + Tổn thất cục ( ): tổn thất sinh nhũng nới cá biệt, dòng chảy bị biến dạng đột ngột Công thức: + đó: λ hệ số ma sát (hệ số tổn thất dọc đường) d: đường kính ống (với kênh hở d=4R) l: khoảng mặt cắt v: lưu tốc trung bình g: gia tốc trọng trường Câu (1 điểm): Hãy nêu khái niệm tổn thất lượng dòng chảy? Hãy viết công thức tính tổn thất cục dòng chảy rối? - - Số hạng thứ phương trình Becnuiy viết cho toàn dòng chảy thực tổn thất lượng đơn vị trọng lượng chất lỏng để khắc phục sức cản dòng chảy đoạn dòng xét, hay gọi tổn thất cốt nước chia loại: + Tổn thất dọc đường (): tổn thất sinh toàn chiều dài dòng chảy + Tổn thất cục ( ): tổn thất sinh nhũng nới cá biệt, dòng chảy bị biến dạng đột ngột Công thức tính tổn thất cục dòng chảy rối: ĐạI HọC CHíNH QUI + đó: tổn thất cục Câu (1 điểm): Hãy nêu khái niệm, công thức tính toán lượng đơn vị mặt cắt dòng chảy không kênh hở? - Năng lượng đơn vị tỷ mặt cắt ứng vs mặt chuẩn qua điểm thấp đáy mặt cắt ướt + đó: h độ sâu vuông góc với đáy kênh Câu (1 điểm): Hãy nêu khái niệm, công thức tính toán độ sâu phân giới dòng chảy không kênh hở? - Chiều sâu tỷ mặt cắt đạt giá trị cực tiểu gọi chiều sâu phân giới ( ) Câu (1 điểm): Hãy nêu khái niệm, công thức tính toán độ dốc phân giới dòng chảy không kênh hở? - Nếu gọi độ dốc phân giới Câu (1 điểm): Hãy nêu khái niệm, công thức tính toán chiều sâu chảy dòng chảy không kênh hở? - Nếu ta biết hết kích thước mặt cặt ngang lòng dẫn, độ nhám (n), lưu lượng (Q) chảy qua mặt cắt với trị số độ dốc , ta tìm đc chiều sâu mặt cắt cho cho thỏa mãn phương trình dòng chảy : - Phương trình: II, Câu hỏi điểm Câu (2 điểm): Hãy viết phương trình Becnuiy cho dòng chảy thực chảy ổn định Điều kiện vận dụng ý nghĩa phương trình Becnuly? - + Trong đó: z: độ cao từ điểm thuộc mặt cắt đến mặt chuẩn (m) p: áp suất điểm có độ cao z (N/m2) : trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) v: lưu tốc bình quân mặt cắt (m/s) g: gia tốc trọng trường (m/s2) : hệ số điều chỉnh động không đều, thường lấy : tỉ tiêu hao đoạn dòng giới hạn mặt cắt ĐạI HọC CHíNH QUI - - Điều kiện áp dụng: + Dòng chảy ồn định + Lực khối lượng trọng lực + Chất lỏng không nén đc + Lưu lượng không đổi + Tại mặt cắt mà ta chọn viết tích phân dòng chảy phải đổi dần (còn mặt cắt dòng chảy không thiết đổi dần) Ý nghĩa hình học: nước toonge hợp dòng nguyên tố chất lỏng lý tưởng mặt cắt không đổi Hay đường lượng dòng nguyện tố chất lỏng lý tưởng đường nằm ngang - Độ nghiêng đường gọi độ dốc thủy lực: Với L – khoảng cách mặt cắt Độ dốc đo áp bằng: Độ dốc đo áp hướng theo dòng chảy ngược lại độ dốc thủy lực hướng theo dòng chảy Ý nghĩa vật lý: tỷ toàn phần dòng nguyên tố chất lỏng lý tưởng giữ giá trị không đổi bao gồm phần: Vị đơn vị z đo độ cao vị trí phần tử chất lỏng so với mặt chuẩn O-O Áp đơn vị đo độ cao đo áp Động đơn vị đo độ cao lưu tốc Như phương trình Becnuli trường hợp riêng định luật bảo toàn vật chất tự nhiên Câu (2 điểm): Hãy nêu khái niệm, tính chất, điều kiện công thức dòng chảy kênh hở? - - K/N: dòng chảy kênh hở dòng chảy mà tất yếu tố thủy lực (độ sâu dòng chảy, diện tích hình dạng mặt cắt ướt, lưu tốc trung bình, biểu đồ phân bố lưu tốc mặt cắt ướt, lưu tốc) không đổi dọc theo dòng T/C: gọi i - độ dốc đáy kênh; - độ dốc đo áp (độ dốc đường mặt nước); J – độ dốc thủy lực Với dòng chảy đều: i= =J ĐạI HọC CHíNH QUI - - Điều kiện: dòng chảy kênh hở trước hết dòng trung bình thời gian ổn định có kênh lăng trụ Kênh lăng trụ kênh có kích thước hình học mặt cắt ngang không đổi dọc theo dòng chảy Công thức: (m/s) + Trong đó: R – bán kính thủy lực (m) C – hệ số Sêdi (); theo Manninh với n – hệ số nhám lòng dẫn tra bảng tra thủy lực (m3/s) – đặc trung lưu lượng hay gọi modun lưu lượng Câu (2 điểm): Hãy nêu khái niệm công thức tính lưu lượng dòng chảy tự ổn định, dòng chảy ngập ổn định qua lỗ nhỏ thành mỏng cột áp không đổi? - - Dòng chảy qua lỗ co hẹp dần tạo mặt cắt co hẹp vị trị phụ thuộc vào hình dạng lỗ (với lỗ tròn cách thành mỏng khoảng nửa đường kính lỗ) đường dòng song song lưu tốc coi phân bố qua khỏi mặt cắt co hẹp, dòng chảy mở rộng rơi xuống theo trọng lực Công thức: + Trong đó: - hệ số lưu tốc lỗ - hệ số lưu lượng lỗ thay đổi chủ yếu hình dạng lỗ – độ chênh lệch mực nước thượng hạ lưu Câu (2 điểm): Hãy nêu khái niệm công thức tính toán thủy lực đường ống dài đơn giản chảy khí trời chảy từ ống vào bể chứa khác? - Ống dài đường ống tổn thất cột nước dọc đường chủ yếu, tổn thất cột nước cục cột nước lưu tốc so với tổn thất dọc đường nhỏ bỏ qua không tính Công thức dòng chảy khí trời: + Trong đó: : cột nước tự chưa bị tiêu hao Nếu Công thức dòng chảy vào bể chứa khác: Câu (2 điểm): Hãy nêu khái niệm công thức tính toán thủy lực đường ống dài song song, đường ống tháo nước liên tục ? ĐạI HọC CHíNH QUI - Nhiều dường ống đơn giản có đường kính khác nới với có chung nút vào nút gọi đường ống nối song song Như hình, điểm A, B ống bắc vào ống nhỏ 1, 2, ống lưu lượng khác độ chênh cột nước H từ A => B gần giống cho ống: Vì ống ống đơn giản dùng công thức ống đơn giản : Câu (2 điểm): Hãy nêu khái niệm công thức tính lưu lượng qua đập tràn thành mỏng? - - Đập tràn thành mỏng chiều dày đỉnh đập , làm nước tràn qua mép thượng lưu đỉnh đập tách rời khỏi đỉnh đập, không chạm vào toàn mặt đỉnh đập, hình dáng chiều dày đập không ảnh hưởng đến nước tràn lưu lượng tràn Đập tràn thành mỏng tiêu chuẩn: Chảy ngập: Nếu co hẹp: thay - Của tam giác: Góc đỉnh - Của hình thang: Với Câu (2 điểm): Hãy nêu khái niệm phương pháp tính toán lưu lượng qua đập tràn đỉnh rộng? - K/n: chiều dày đỉnh đập thảo mãn gọi đập tràn đỉnh rộng Phương trình tính toán: + Trường hợp chảy không ngập: Trong đó: h – chiều cao cột nước đỉnh đập Với đập mặt cắt hcn: m – hệ số lưu lượng (tra bảng) ĐạI HọC CHíNH QUI + Trường hợp chảy ngập: Với – hệ số lưu tốc chảy ngập, – diện tích mặt cắt ướt nơi có độ sâu h Đối với mặt cắt hcn: Câu (2 điểm): Hãy nêu khái niệm, hình thức nối tiếp sau cửa cống công thức tính dòng chảy chắn cửa cống hở? - - K/n hình thức nối tiếp ssu cống: gọi độ sâu biên hẹp với hc nước nhảy hoàn chỉnh Tùy theo giá trị hc so với hh mà có hình thức sau hc” > hh nối tiếp nước nhảy xa, sau mặt cắt đoạn chảy xiết qua nước nhảy mà nối tiếp với dòng chảy hạ lưu hc” = hh nối tiếp nước nhảy mặt cắt có hẹp, dòng chảy đôi mặt cắt co hẹp thid qua nước nhảy mà nối tiếp với dòng chảy hạ lưu hc” < hh nối tiếp nước nhảy ngập, dòng chảy hạ lưu ngập mặt cắt co hẹp dòng có khu nước cuộn độ sâu hz: hc < hz < hh công thức tính dòng chảy chắn cống hở: + không ngập: + ngập: đó: – diện tích mặt cắt co hẹp có độ sâu băng hc – xác định thực nghiệm Câu (2 điểm): Hãy nêu khái niệm công thức tính dòng chảy qua cống ngầm điều kiện chảy nửa áp chảy có áp? - Nhiều cống đê, đập, đường có mặt cắt khép kín thường mà mặt cắt tròn hcn đinhe có phẳng vòm chiều dài thân cống lớn, gọi cống ngầm Trong điều kiện chảy nửa áp: tính cống hở + Không ngập: + - Ngập: Trong điều kiện chảy có áp: tính vòi ống ngắn – diện tích mặt cắt cống Z – chênh lệch mực nước thượng, hạ lưu mực nước hạ lưu ngập l/2 chiều cao cột nước Thượng lưu so với tâm mực nước hạ lưu thấp ½ chiều cao Câu 10 (2 điểm): Hãy nêu khái niệm lưu tốc; phương pháp tính lưu tốc bình quân thủy trực đo lưu tốc máy đo lưu tốc? ĐạI HọC CHíNH QUI - - Lưu tốc tốc độ dòng chảy Phương pháp: + Lưu tốc điểm đo thủy trực: u=an + b u: lưu tốc điểm đo a,b: hệ số, phụ thuộc loại máy đo n: số vòng quay cánh quạt lồng quay N: tổng số vòng quay thời gian t t: thời gian đo điểm tính giây Tính lưu tốc thủy trực: + Đo điểm: + Đo điểm: + Đo điểm: + Đo điểm: Với lưu tốc mặt nước, điểm 0,2h – 0,8h sông thủy trực Nói chung lưu tốc tăng dần từ bờ sông sông giảm dần từ mặ nước xuống đáy Câu 11 (2 điểm): Hãy nêu cách tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế có tài liệu quan trắc lưu lượng đỉnh lũ đủ dài theo phương pháp thống kê xác suất với hàm phân phối Pearson III (PIII)? - - Bước 1: liệt kê số liệu chọn để tính toán năm chọn trị số lưu lượng lớn thống kê thành chuỗi dài nhiều năm liên tục, xếp số liệu lưu lượng lớn năm theo thứ tự giảm dần Bước 2: tính tần suất kinh nghiệm theo công thức kì vọng: m: số thứ tự n: tổng số năm quan trắc - Bước 3: vẽ điểm tần suất kinh nghiệm lên giấy tần suất Bước 4: tính thông số đường tần suất lí luận + Tính lưu lượng trung bình (Qtb) Qi – lưu lượng lớn năm thứ I (m3/s) n – số năm quan trắc liên tục Năm có tài liệu Thứ tự Qi (m3/s) … n + Ki - (Ki – 1)2 (Ki – 1)3 Làm tròn số Làm tròn số Làm tròn số Hệ số phân tán: (P%) ĐạI HọC CHíNH QUI - Ki – hệ số modun dòng chảy + Hệ số thiên lệch: Bước 5: so sánh xem Cs có thỏa mãn bất đẳng thức kép: - Nếu không thảo mãn bất đẳng thức phải bỏ giá trị Cs lấy Cs từ Cv Để tìm – lấy Bước 6: dựa vào Cs, Cv => đường tần suất PIII (xem phụ lục 3-1) Bước 7: xác định lưu lượng thiết kế tần suất P%: - Bước 8: kiểm tra lại phù hợp đường tần suất lí luận đường tần suất kinh nghiệm cách chấm quan hệ lên giấy tần suất, nối điểm thành đường tần suất lí luận Nếu dường phù hợp với Câu 12 (2 điểm): Hãy nêu cách tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế có tài liệu quan trắc lưu lượng đỉnh lũ đủ dài theo phương pháp thống kê xác suất với hàm phân phối Kritski – Menken? - - Bước 1: liệt kê số liệu chọn để tính toán năm chọn trị số lưu lượng lớn thống kê thành chuỗi dài nhiều năm liên tục, xếp số liệu lưu lượng lớn năm theo thứ tự giảm dần Bước 2: tính tần suất kinh nghiệm theo công thức kì vọng: m: số thứ tự n: tổng số năm quan trắc - Bước 3: vẽ điểm tần suất kinh nghiệm lên giấy tần suất Bước 4: tính thông số đường tần suất lí luận + Tính lưu lượng trung bình (Qtb) Qi – lưu lượng lớn năm thứ I (m3/s) n – số năm quan trắc liên tục Năm có tài liệu Thứ tự Qi (m3/s) … n Ki - (Ki – 1)2 (Ki – 1)3 Làm tròn số Làm tròn số Làm tròn số Hệ số phân tán: Ki – hệ số modun dòng chảy + Hệ số thiên lệch: Bước 5: từ Cs, Cv tính được, lập tỉ số + - (P%) ĐạI HọC CHíNH QUI - Bước 6: vào Cv tỉ số xem phụ luc 2-2 tra Kp Bước 7: xác định lưu lượng thiết kế tần suất P% theo công thức: - Bước 8: kiểm tra lại phù hợp đường tần suất lí luận đường tần suất kinh nghiệm cách chấm quan hệ lên giấy tần suất, nối điểm thành đường tần suất lí luận Nếu dường phù hợp với Câu 13 (2 điểm): Hãy nêu khái niệm tuần hoàn nước thiên nhiên; Viết phương trình cân nước lưu vực khoảng thời gian Δt? - -  K/n tuần hoàn nc: nc bốc từ đại dương lục địa thành phận khí nc vận chuyển vào bầu không khí bốc lên cao ngưng kết rơi trở lại mặt đất đại dương lượng nc rơi xuống đất phần bị lại cây, chảy tràn đất thành dòng chảy sườn dốc, thấm xuống đât chảy đất thành dòng chảy sát mặt đất chảy vào sông thành dòng chảy mặt Phần lớn bị giữ lại thảm phủ thực vật dòng chảy mặt quay lại bầu khí qua đường bốc Lượng nc ngần đất ngấm sâu tầng nc ngầm sau xuất lộ thành dòng suối chảy dần vào sông ngòi thành dòng chảy mặt cuối đổ biển bốc vào khí Phương trình cân nc lưu vực khoảng thời gian Δt: + Xét thời đoạn Δt ta có thành phần nước chảy đến chảy khỏi lưu vực sau: • Phần nước đến: X: lượng mưa bình quân rơi luu vưc ta xét Z1: lượng nc tụ bề mặt khu vực Y1: lượng dòng chảy mặt chảy đến W1: lượng dòng chảy ngầm chảy đến U1: lượng nc trữ khu vực đầu thời đoạn Δt • Phần nước đi: Z2: lượng nc bốc bề mặt khu vực Y2: lượng dòng chảy mặt chảy W1: lượng dòng chảy ngầm chảy U1: lượng nc trữ khu vực cuối thời đoạn Δt Ptrình cân nước: Câu 14 (2 điểm): Hãy nêu khái niệm “dòng chảy sông ngòi”, “chế độ dòng chảy sông ngòi”; “chuẩn dòng chảy năm”; “dòng chảy năm”; phương pháp mô tả phân phối dòng chảy năm? - Dòng chảy sông ngòi: coi lượng nc chảy lòng sông thời đoạn Nước mưa rơi xuống lưu vực phần chảy mặt đất (dòng chảy mặt), phần ngấm xuống đất rời tập trung thành mạch nước ngầm chảy vào sông, sau chảy qua mặt cắt lưu vực ĐạI HọC CHíNH QUI - - - - Chế độ dòng chảy sông ngòi: dòng chảy sông ngòi sản phẩm khí hậu thay đổi theo thời gian đặc trưng dòng chảy sông ngòi mang tính quy luật thay đổi có quy luật dòng chảy sông ngòi theo thời gian chế độ dòng chảy sông ngòi Chuẩn dòng chảy năm: trị số trung bình đặc trưng dòng chảy năm thời kì nhiều năm thành ổn định, với điều kiện cảnh quan địa lí , điều kiện địa chất không đổi không kể đến thay đổi tự nhiên dòng chảy hoạt động dân sinh, kinh tế người chuẩn dòng chảy năm Q0 (m3/s) Dòng chảy năm: lượng dòng chảy sinh lưu vực thời đoạn = năm với thay đổi năm thay đổi dòng chảy theo thời gian năm gọi phân phối dòng chảy năm P2 mô tả dòng chảy năm: + Loại 1: mô tả thay đổi dòng chảy + Loại 2: mô tả phân phối dòng chảy theo đường tri bình quân ngày Câu 15 (2 điểm): Hãy nêu khái niệm dòng chảy lũ, nguyên nhân trình hình thành dòng chảy lũ nước ta - - - Dòng chảy lũ hiểu trình không ngừng tăng lên giảm lưu lượng mực nước Trong trình thay đổi lưu lượng mực nước đạt vài trị số cực đại Nếu có trị số cực đại gọi trình lũ đơn Nếu có hai trị số cực đại trở lên gọi trình lũ kép Nguyên nhân: + Mưa lớn kéo dài (do bão lớn) nguyên nhân gây lũ lụt, vùng đồng cửa sông tiếp giáp với biển, triều cường nhân tố làm cho lũ lụt trầm trọng + Lưu vực rộng nước lũ lên chậm rút chậm, ngược lại lưu vực hẹp dài làm nước lũ lên nhanh….- số trường hợp hình thành lũ quét, lũ ống + Rừng bị tàn phá nguyên nhân gây lên lũ lụt xói mòn đất + Hiện tượng El nino La nina gây tượng lũ lụt hạn hán nhiều vùng khác + Nếu hệ thống sông có nhiều sông hợp thành khả tổ hợp Quá trình hình thành: mưa rơi xuống lưu vực, ban đầu nước đọng lại thảm thực vật trữ khe rỗng chỗ trũng, phần lượng nc bốc trở lại khí quyển, đại phận thấm xuống đất chưa sinh dòng chảy mặt đất Nếu mưa tiếp tục cường độ mực vượt cường độ tổn thất bắt đầu sinh dòng chảy mặt tác dụng trọng lực nước chảy theo sườn dốc vào lòng sông tập trung tuyến cửa Trong trình tập trung nước dòng chảy tiếp tục bị tẩn thất thấm bốc 1lượng dòng chảy ngấm xuống tầng đất sát mặt tập trung lòng sông thời gian có mưa lũ rút bổ xung vào phần cuối trình lũ 10 ĐạI HọC CHíNH QUI Câu 16 (2 điểm): Hãy nêu khái niệm độ sâu phương pháp đo sâu theo mặt cắt ngang? - Độ sâu cao trình mực nước so với mặt chuẩn quy ước Phương pháp đo sâu theo mặt cắt ngang: sông cạn đo trực tiếp, với sông sâu sử dụng thuyền đo + Thước: 1,5 ÷ 2m có khắc vạch cm + Sào đo gỗ tre trường kính 4÷5cm, dài 4÷6m phái có đế nặng 0,5÷1kg từ thuyền đo độ sâu 2÷4m + Dây đo: dây gai dây cáp có buộc nặng 2÷5kg dùng dây gai trước lúc đánh dấu phải thấm nước căng giây Ngồi thuyền giây đo 4÷6m Dây đo thường bị dòng nước kéo theo nên phải hiệu chỉnh kết qua hệ số K: Với hS số đo sào hd số dô dây (ở thời điểm tùy trọn) Khi đó: htt = K.hđo + Vị trí điểm đo: xác định máy kinh vĩ Câu 17 (2 điểm): Hãy nêu khái niệm lưu lượng dòng chảy; phương pháp tính lưu lượng qua mặt cắt ngang sông theo phương pháp phân tích đo lưu tốc máy đo lưu tốc? - Lưu lượng lượng nc qua mặc cắt ngang 1đvtg Kí hiệu Q (m3/s) Phương pháp tính lưu lượng qua mặt cắt ngang sông theo phương pháp phân tích đo lưu tốc máy đo lưu tốc + + Nguyên lý: chia mặt cắt ngang sông thành diện tích phận đương thủy trực lưu lượng nc phận tích lưu tốc bình quân phận nhân với diện tích phận lưu lượng nc thoát qua toàn mặt cắt tổng lưu lượng phận Tính toán: Lưu lượng nc thoát qua toàn mặt cắt: 11 ĐạI HọC CHíNH QUI Trong đó: : lưu tốc bình quân đường thủy trực thứ 1,2,…,n f0: phần diện tích giũa bờ mép nước sông bên trái đường thủy trực thứ fn: phần diện tích bờ mép nc sông bên phải đường thủy trực n ; f2;…;: phần diện tích đường thủy trực kề ;: hệ số chiết giảm lưu tốc ảnh hưởng ven bờ quy trình Việt Nam thường lấy ==0,7, với khu vực nước tù lấy ==0,5 Câu 18 (2 điểm): Hãy nêu cách tính lưu lượng thiết kế phương pháp kéo dài tài liệu theo phương trình tương quan tuyến tính - Có phương trình tương quan: + - y: giá trị lấy đường hồi quy hay trị số bình quân có điều kiện b0; b1: hệ số phương trình hồi quy Để xác định b0; b1 dùng phương pháp tổng bình phương nhỏ Với giá trị x,y biến độc lập có giá trị tương ứng xi => giá trị quan trắc yi khoảng lệch điểm thực đo giá trị trung bình có điều kiện: theo phương pháp tổng bình phương nhỏ Lậy đạo hàm riêng hàm theo biến b0 b1 => giải hệ phương trình với đạo hàm thực số … Hệ số tương quan: Câu 19 (2 điểm): Hãy nêu phương pháp tính lưu lượng thiết kế trường hợp: Thiếu tài liệu lưu lượng theo phương pháp hình thái thủy văn? - Chọn mặt cắt lưu lượng Xác định độ dốc dọc sông Xác định vận tốc dòng chảy lưu lượng + Công thức Sêdi – Maninh: + Công thức Sêdi – badanh: Trong đó: V- vận tốc trung bình dòng chảy (m/s) h- chiều sâu trung bình cảu dòng chảy (m) γ, n- hệ số nhám tính theo Badanh Maninh (bảng 2-11) 12 ĐạI HọC CHíNH QUI i - độ dốc mặt nước sông ứng với cấp mực nước tính toán Câu 20 (2 điểm): Hãy nêu cách tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế từ mưa rào theo công thức: Công thức cường độ giới hạn; Công thức triết giảm cường độ mưa?  Công thức cường độ giới hạn: lưu vực nhỏ F30 km2, thời gian tập trung nước nhanh lưu lượng tính toán xác định theo lượng mưa ngày xác Có thể xác định lưu lượng thiết kế dựa vào cường độ mưa ứng với thời gian tập trung nước công thức tính có dạng: Trong đó: F- diện tích lưu vực (km2) ϕ- hệ số dòng chảy lũ xác định theo bảng 2-4, tùy thuộc vào loại đất cấu tạo lên lưu vực, lượng mưa thiết kế diện tích lưu vực (F) δ- hệ số chiết giảm hồ ao đầm lầy xác định theo bảng 2-3 α- hệ số xác định theo bảng 2-9 aP- cường độ mưa tính toán tính (mm/ph), xác định ứng với thời gian hình thành dòng chảy tc theo công thức: đại lượng xác định theo bảng 2-8 theo phương pháp biết Lsd- chiều dài trung bình sườn dốc lưu vực Isd- độ dốc sườn dốc lưu vực tính theo trị số trung bình 4÷6 điểm xác định độ dốc, theo hướng dốc lớn (%) msd- hệ số nhám sườn dốc phụ thuộc vào đặc điểm bề mặt sườn dốc lưu vực xác định theo bảng 2-6 Cường độ mưa tính toán ứng với thời gian hình thành dòng chảy tính gần theo công thức sau: Trong đó:  HP- lượng mưa ngày lớn có tần suất P%, mm Ψ- tọa độ dường cong mưa xác định theo phụ lục 2-5 A, B, n- hệ số phụ thuộc vào vùng thiết kế, xác định theo 2-10 tc- thời gian hình thành dòng chảy (phút) Công thức trết giảm: Trong đó: - modun đỉnh lũ ứng với tần suất 10% quy với diện tích lưu vực băng 100km2, xác định theo q100 (l/skm2) theo phụ lục 2-6 Lúc tính cho lưu vưc cụ thể, q100 lấy trị số bình quân đường đồng mức n- hệ số chiết giảm môdun đỉnh lũ theo diện tích, xác định theo phụ lục 2-6 F- diện tích lưu vực (km2) - hệ số chuyển tần suất 10% => P% xác định theo phụ lục 2-6 δ- hệ số xét tới ảnh hưởng đầm, ao, hồ, xác định theo phụ lục 2-3 Câu 21 (2 điểm): Hãy nêu phương pháp tính dòng chảy năm thiết kế theo phương pháp thu phòng tỷ số có đủ tài liệu 13 ĐạI HọC CHíNH QUI - Phương pháp sử dụng tỉ số để thu phóng trình dòng chảy năm điển hình từ suy trình dòng chảy năm thiết kế Các bước xác định phân phối dòng chảy năm thiết kế sau: + B1: chọn năm điển hình: năm điển hình phải năm có tài liệu tin cậy có lượng dòng chảy năm gần với lượng dòng chảy năm thiết kế năm điển hình có phôn phối bất lợi, mùa kiệt kéo dài, tỷ lệ lượng dòng chảy mùa kiệt so với lượng dòng chảy năm nhỏ + B2: tính hệ số thu phóng theo công thức: + B3: xác định trình phân phối dòng chảy năm thiết kế: kP- hệ số thu phóng ;- lưu lượng bình quân năm năm thiết kế năm điển hình ;- tổng lượng dòng chảy năm năm thiết kế năm điển hình ;- tổng lượng bình quân tháng i năm thiết kế năm điển hình ;- tổng lượng tháng thứ i năm thiết kế năm điển hình Câu 22 (2 điểm): Hãy nêu phương pháp tính dòng chảy lũ thiết kế theo phương pháp thu phòng tỷ số có đủ tài liệu - Theo phương pháp tất lưu lượng trình lũ thiết kế lưu lượng trình lũ điển hình nhân với hệ số Trong đó: k- hệ số đỉnh lũ ;- Trong đó: lưu lượng lũ thiết kế lũ điển hình thời điểm t kQ- số đỉnh lũ kW- số tổng lượng lũ ;- đỉnh lũ thiết kế đỉnh lũ điển hình ;- tổng lượng lũ thiết kế điển hình III, Câu hỏi điểm Câu (3 điểm): Hãy nêu phương pháp tính áp lực thủy tĩnh lên thành rắn phẳng theo phương pháp giải tích? 14 ĐạI HọC CHíNH QUI - - - Người ta chứng minh áp lực tác dụng lên diện tích ω nằm ngiêng với mặt nước góc α tính theo công thức sau: + Áp lực dư: Tổng áp lực dư áp suất dư tác dụng trọng tâm hình phẳng nhân với diện tích hình phẳng + Áp lực toàn phần: Tổng áp lực toàn phần áp suất toàn phần tác dụng trọng tâm hình phẳng nhân với diện tích hình phẳng Trong đó: ω: diện tích hình phẳng bị ngập nước (m2) hC: chiều sâu trọng tâm hình phẳng (m) γ: trọng lượng riêng chất lỏng (N/m3) P0: áp suất mặt thoáng (N/m2) + Vị trí tâm áp lực – điểm đặt áp lực: Với JC momen quán tính ω trục qua trọng tâm Ccủa hình phẳng song song với trục Ox Câu (3 điểm): Hãy trình bày cách xác định phương trình vi phân liên tục chất lỏng không nén hệ nó? Câu (3 điểm): Hãy trình bày cách xác định phương trình Becnuiy cho dòng nguyên tố chất lỏng lý tưởng? - Với dòng nguyên tố chất lỏng lý tưởng: E1, E2 tỷ (năng lượng tiềm tàng) mặt cắt Trong đó: ; : áp suất điểm có độ cao Z1; Z2 Z1; Z2: độ cao từ điểm thuộc mặt cắt đến mặt chuẩn γ: trọng lượng riêng chất lỏng g: gia tốc trọng trường Câu (3 điểm): Hãy nêu đặc điểm, nhân tố ảnh hưởng phương pháp nghiên cứu tượng thủy văn 15 ĐạI HọC CHíNH QUI - - - Nhân tố ảnh hưởng: tượng thủy văn kết nhân tố tự nhiên Dòng chảy sinh mặt đất phụ thuộc yếu tố khí hậu, điều kiện địa hình địa chất, thảm thực vật, thổ nhưỡng Đặc điểm: tượng thủy văn vừa mang tính tất định tự nhiên + Tính tất định: Sự thay đổi có chu kì su bình quân theo thời gian Tính quy luật biểu thị mối quan hệ vật lí nhân tố ảnh hưởng đến đặc trung dòng chảy Sự thay đổi quy luật theo không gian + Tính ngẫu nhiên phụ thuộc củ yếu vào thay đổi ngẫu nhiên nhân tố khí hậu, khí tượng Phương pháp nghiên cứu: + Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành • Phân tích nguyên • Tổng hợp địa lí • Lưu vực tương tự + Phương phap thống kê sắc xuất Câu (3 điểm): Hãy nêu nội dung công tác khảo sát thủy văn giai đoạn lập dự án đầu tư công trình thoát nước nhỏ - - - - Theo phương án tiến chấp nhận giai đoạn nghiên cứu tiền khảo thí kiểm tra lại bổ xung vị trí bố chí công trình thoát nước cầu cống nhỏ vẽ bình đồ trắc dọc tuyến đánh dấu vị trí công trình thoát nước dựa vào đồ địa hình khoanh khu vực tụ nước cho công trình xác khoa học với lưu vực Xác định đồ có vẽ phương án tuyến vị trí công trình thoát nước đặc trung thủy văn địa hình suối chính, suối nhánh, sườn dốc lưu vực theo phương pháp quy định giai đoạn nghiên cứu tiền khảo thí Tiến hành đối chiếu kết khoanh lưu vực tụ thủy, kết xác định đặc trưng lưu vực suối xác định đồ với thực tế thực địa để sủa sai sót bổ xung phần thiếu đồ Trong trường hợp cần tiến hành kiểm tra bổ xung thực địa Với lưu vực tính toán lưu lượng công trình thoát nước nhỏ cần khảo sát thực địa địa hình địa mạo lòng sông, bề mặt suối, sườn dốc… + Với suối cần thuyết minh đặc trưng: • Chiều rộng suối vào mùa lũ mùa cạn • Sông đồng hay sông vùng núi • Sông có bãi hay bãi • Lòng sông hay có nhiều đá cản • Đường kính hạt cấu tạo bờ sông bãi sông • Chế độ chảy tương đối • Sông có nước chảy thường xuyên hay có tính chu kì • Nước lũ 16 ĐạI HọC CHíNH QUI Sướn dốc: • Cấu tạo đặc điểm lưu vực • Tỉ lệ diện tích nhà cửa diện tích lưu vực • Diện tích hồ ao đầm lầy • Cấu tạo đất phủ lưu vực • Tình hình cỏ phủ bề mặt khu vực Điều tra mực nước: đo vẽ mcn Khảo sát thủy văn nhũng công trình có chế độ thủy văn đặc biệt Đo dạc địa hình đo vẽ bình đồ Lập hồ sơ khảo sát công trình thoát nước nhỏ + - Câu (3 điểm): Hãy nêu nội dung công tác khảo sát thủy văn giai đoạn lập dự án đầu tư tuyến đường - - - - - - Nghiên cứu hồ sơ thủy văn địa hình địa chất dọc tuyến thu chình lí giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi phương án chấp nhận Tương tự giai đoạn nghiên cứu khả thi đánh giá mức độ xác tỉ mỉ số liệu đẫ điều tra so với yêu cầukhảo sát giai đoạn nghiên cứu khả thi lập kế hoạch khảo sát bổ xung hoàn chỉnh tài liệu thủy văn cần thiết Làm việc với địa phương quan liên quan để kiểm tra, chỉnh hóa lại số liệu tài liệu thực giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi bổ xung số liệu thiếu theo nhiệm vụ nội dung đặt giai đoạn nghiên cứu khả thi Với phương án tuyến, chia dải tuyến thành đoạn đặc trung chế độ thủy văn, địa chất có liên quan đến quy định cao độ khống chế, chiều cao đắp nề đường tối thiểu cấu tạo mcn đường với đoạn tuyến có vấn đề thủy văn tuyến ven sông, ven hồ, ven biển, đoạn tuyến bị ảnh hưởng công trình thủy lợi, thủy điện, đoạn tuyến qua vùng đồng trũng cần tổ chức đợt thị sát thực địa có mời quan liên quan, cán địa phương để tham gia ý kiến vào phương án tuyến để thu thập số liệu thủy văn Nội dung điều tra thủy văn đoạn tuyến có yêu cầu khống chế cao độ đường để đảm bảo đường không bị ngập chế độ thủy nhập ổn định là: + Điều tra mực nước cao nhất, năm xuất hiện, số ngày xuất hiện, ngày nhập + Điều tra mực nước bình thường số ngày xuất nước đọng thường xuyên Công tác tổ chức điều tra mực nước quy định + Số điểm cần điều tra: Nếu chiều dài tuyến < 1km => 2cụm điều tra mực nước Nếu chiều dài tuyến > 1km => 1km phải có cụm điều tra + Biên điều tra phải thảo mạn có đủ chũ kí yêu cầu + Cao độ mực nước điều tra phải đo máy kinh vĩ Trên đồ phương án tuyến vẽ đường ranh giới lưu vực tụ nước, ranh giới vùng bị ngập nước có chế độ thủy văn đặc biệt, kí hiệu diện tích lưu vực Lập hồ sơ khảo sát thủy văn dọc tuyến 17 ĐạI HọC CHíNH QUI Câu (3 điểm): Hãy nêu khái niệm lưu lượng dòng chảy; phương pháp tính lưu lượng qua mặt cắt ngang sông theo phương pháp đồ giải đo lưu tốc máy đo lưu tốc? - Lưu lượng dòng chảy thể tích chất lỏng chảy qua mặt cắt khoảng thời gian t phương pháp tính lưu lượng qua mặt cắt ngang sông theo phương pháp đồ giải ∗ Nguyên lý: Sau xác định chiều sâu đường thủy trực h(m) tính lưu tốc bình quân tương ứng đường thủy trực (m/s), người ta tính lưu lượng đơn vị qua thủy trực:.h (m3/s.m) Vậy lưu lượng thoát qua toàn mặt cắt: Với B chiều rộng mặt nước sông (m) Theo ý nghĩa tích phân Q diện tích nằm đường cong (q) chiều rộng đường mặt nước sông (B) Vậy muốn tính tích phân cần vẽ đường cong (q) theo bề rộng mặt nước ∗ Trình tự tính toán: + Đo vẽ mcn tính toán giấy kẻ ly theo tỉ lệ định + Tính lưu tốc trung bình thủy trực vẽ đường cong quan hệ (B) + Tính đương thủy trực lập quan hệ đường cong q=f(B) + Tính diện tích tạo đường cong (q) mặt nước (B) máy đo diện tích dùng phương pháp đếm ô vuông thu lưu lượng qua toàn mặt cắt Q(m3/s) Câu (3 điểm): Hãy nêu phương pháp tính lưu lượng qua mặt cắt ngang sông phương pháp phân tích đo lưu tốc phao trôi dải mặt cắt ngang Khi đo lưu tốc nhiều phao: Coi lưu tốc phao lưu tốc bình quân thủy trực tính Qphao (Qph) theo phương pháp trình bày Vì phao mặt sông nên theo quy luật chung lưu tốc, Qph tính thiên lớn, muốn tính lưu lượng thực Qth ta phải xét dến hệ số tính chuyển Qph Qth: Qth=k3.Qph Hệ số tính thông qua việc đo đồng thời lưu lượng máy đo lưu tốc đo phao với cấp mực nước khác dựa vào bảng tra k3: ∗ - Đặc điểm lòng sông Chiều sâu trung bình (m) 18 ĐạI HọC CHíNH QUI 1÷5 0,84 0,80 Lòng sông thẳng có sỏi cát Lòng sông cong có cỏ, đá thô Lòng sông cong có loại cây, 0,74 địa chất phức tạp ∗ Khi đo lưu tốc phao mặt cắt ngang: Coi lưu tốc phao lưu tốc lớn (vmax) mcn đo đạc (ω) Tính lưu lượng theo phương trình liên tục: Q = k4.vmax ω (m3/s) - - 19 >5 0,86 0,83 0,82 [...]... vẽ mcn Khảo sát thủy văn ở nhũng công trình có chế độ thủy văn đặc biệt Đo dạc địa hình và đo vẽ bình đồ Lập hồ sơ khảo sát công trình thoát nước nhỏ + - Câu 6 (3 điểm): Hãy nêu nội dung công tác khảo sát thủy văn trong giai đoạn lập dự án đầu tư đối với tuyến đường - - - - - - Nghiên cứu hồ sơ thủy văn địa hình địa chất dọc tuyến đã thu về chình lí trong giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi của các phương... đặt ra trong giai đoạn nghiên cứu khả thi Với mỗi phương án tuyến, chia dải tuyến thành những đoạn đặc trung về chế độ thủy văn, địa chất có liên quan đến quy định cao độ khống chế, chiều cao đắp nề đường tối thi u và cấu tạo mcn đường với các đoạn tuyến có vấn đề thủy văn như tuyến đi ven sông, ven hồ, ven biển, đoạn tuyến bị ảnh hưởng của các công trình thủy lợi, thủy điện, đoạn tuyến qua vùng đồng... nghiên cứu khả thi đánh giá mức độ chính xác và tỉ mỉ các số liệu đẫ điều tra được so với yêu cầukhảo sát trong giai đoạn nghiên cứu khả thi và lập kế hoạch khảo sát bổ xung hoàn chỉnh các tài liệu thủy văn cần thi t Làm việc với địa phương và các cơ quan liên quan để kiểm tra, chỉnh hóa lại số liệu và tài liệu đã thực hiện được trong giai đoạn nghiên cứu tiền khả thi và bổ xung các số liệu còn thi u theo... nêu các đặc điểm, nhân tố ảnh hưởng và phương pháp nghiên cứu hiện tượng thủy văn 15 ĐạI HọC CHíNH QUI - - - Nhân tố ảnh hưởng: các hiện tượng thủy văn là kết quả của các nhân tố tự nhiên Dòng chảy sinh ra trên mặt đất phụ thuộc các yếu tố khí hậu, điều kiện địa hình địa chất, thảm thực vật, thổ nhưỡng Đặc điểm: hiện tượng thủy văn vừa mang tính tất định và tự nhiên + Tính tất định: Sự thay đổi có chu... quá trình phân phối dòng chảy năm thi t kế: kP- hệ số thu phóng ;- lưu lượng bình quân năm của năm thi t kế và năm điển hình ;- tổng lượng dòng chảy năm của năm thi t kế và năm điển hình ;- tổng lượng bình quân tháng i của năm thi t kế và năm điển hình ;- tổng lượng tháng thứ i của năm thi t kế và năm điển hình Câu 22 (2 điểm): Hãy nêu phương pháp tính dòng chảy lũ thi t kế theo phương pháp thu phòng... lưu lượng của quá trình lũ thi t kế bằng lưu lượng của quá trình lũ điển hình nhân với cùng 1 hệ số Trong đó: k- hệ số đỉnh lũ ;- Trong đó: lưu lượng lũ thi t kế và lũ điển hình tại thời điểm t kQ- số đỉnh lũ kW- số tổng lượng lũ ;- đỉnh lũ thi t kế và đỉnh lũ điển hình ;- tổng lượng lũ thi t kế và điển hình III, Câu hỏi 3 điểm Câu 1 (3 điểm): Hãy nêu phương pháp tính áp lực thủy tĩnh lên thành rắn phẳng... thực địa có mời các cơ quan liên quan, cán bộ địa phương cùng đi để tham gia ý kiến vào phương án tuyến và để cùng thu thập số liệu thủy văn Nội dung điều tra thủy văn ở các đoạn tuyến có yêu cầu khống chế cao độ nền đường để đảm bảo nền đường không bị ngập và chế độ thủy nhập ổn định là: + Điều tra mực nước cao nhất, năm xuất hiện, số ngày xuất hiện, ngày nhập + Điều tra mực nước bình thường và số... của hàm theo 2 biến b0 và b1 => giải hệ phương trình với 2 đạo hàm này và thực hiện 1 số … Hệ số tương quan: Câu 19 (2 điểm): Hãy nêu phương pháp tính lưu lượng thi t kế trong trường hợp: Thi u tài liệu lưu lượng theo phương pháp hình thái thủy văn? - Chọn mặt cắt lưu lượng Xác định độ dốc dọc sông Xác định vận tốc dòng chảy và lưu lượng + Công thức Sêdi – Maninh: + Công thức Sêdi – badanh: Trong đó:... công trình thoát nước các đặc trung thủy văn và địa hình của suối chính, suối nhánh, sườn dốc lưu vực theo phương pháp và những quy định của giai đoạn nghiên cứu tiền khảo thí Tiến hành đối chiếu các kết quả khoanh lưu vực tụ thủy, kết quả xác định các đặc trưng lưu vực của suối xác định trên bản đồ với thực tế thực địa để sủa những sai sót và bổ xung những phần thi u không có trên bản đồ Trong trường... năm thi t kế theo phương pháp thu phòng cùng tỷ số khi có đủ tài liệu 13 ĐạI HọC CHíNH QUI - Phương pháp này sử dụng 1 tỉ số để thu phóng quá trình dòng chảy năm điển hình từ đó suy ra quá trình dòng chảy năm thi t kế Các bước xác định phân phối dòng chảy năm thi t kế như sau: + B1: chọn năm điển hình: năm điển hình phải là năm có tài liệu tin cậy có lượng dòng chảy năm gần với lượng dòng chảy năm thi t